一种硬盘驱动器悬架保护材料的制备方法
阅读说明：本技术 一种硬盘驱动器悬架保护材料的制备方法 (Preparation method of hard disk drive suspension protection material ) 是由 周雨薇 于 2021-09-02 设计创作，主要内容包括：本发明涉及一种硬盘驱动器悬架保护材料的制备方法,属于高分子材料制造领域。该方法先制备聚酰亚胺前体树脂,然后将酸性光敏树脂涂抹到脱模聚酯薄膜上,固化后再将制备的聚酰亚胺前体树脂涂抹到光敏树脂上,之后将聚酯薄膜/光敏树脂/聚酰亚胺前驱体树脂3层材料按照聚酰亚胺前驱体树脂在下聚酯薄膜在上的方式层压到硬盘驱动器悬架电路板上,执行曝光,用乳酸水溶液刻蚀掉未曝光部分的光敏树脂,使用氢氧化钾水溶液刻蚀掉未曝光部分的聚酰亚胺前驱体树脂,再用乳酸水溶液刻蚀掉剩余的光敏树脂,最后进行高温固化,得到硬盘驱动器悬架聚酰亚胺保护材料。本发明制备的硬盘驱动器悬架保护材料具有很高的可靠性和耐久性,制造成本廉价。(The invention relates to a preparation method of a hard disk drive suspension protection material, belonging to the field of polymer material manufacture. Preparing polyimide precursor resin, coating acid photosensitive resin on a demoulding polyester film, curing, coating the prepared polyimide precursor resin on the photosensitive resin, laminating the 3 layers of the polyester film/photosensitive resin/polyimide precursor resin on a hard disk drive suspension circuit board in a mode that the polyimide precursor resin is on the lower polyester film, performing exposure, etching the unexposed part of the photosensitive resin by using lactic acid aqueous solution, etching the unexposed part of the polyimide precursor resin by using potassium hydroxide aqueous solution, etching the rest of the photosensitive resin by using lactic acid aqueous solution, and finally performing high-temperature curing to obtain the hard disk drive suspension polyimide protective material. The hard disk drive suspension protection material prepared by the invention has high reliability and durability and low manufacturing cost.)
技术领域
本发明涉及一种硬盘驱动器悬架保护材料的制备方法，属于高分子材料在电子信息中的应用领域。
背景技术
随着个人计算机结合多媒体渗透处理的数据量急剧增加，相应地，硬盘驱动器(硬盘驱动器)的容量也迅速增加。作为增加容量的技术之一，提出了一种在悬架上直接形成信号线的方法，可作为一种技术来代替使用信号线。在这种方法中，用于绝缘和保护在悬浮液上形成的导体层的保护膜是不可缺少的，现在正在寻求适合这部分的材料。在以前的研究中，主要使用光敏聚酰亚胺作为保护膜的材料。但是，这样的光敏聚酰亚胺一般具有透光性差的固有问题，因此，存在着难以用厚膜进行图案制作的问题。此外，由于这样的光敏聚酰亚胺通常必须使用有机溶剂进行开发，因此还存在工作环境的问题，此外，由于在热处理过程中光敏基团的挥发，聚酰亚胺的固有耐热性不能表现出来的问题。
因此，本发明的目的是提供一种工作性和可靠性优良且加工精度高的硬盘驱动器悬架用保护膜材料的制造方法。
发明内容
本发明的目的是针对现有硬盘驱动器悬架用保护膜材料存在透光性差、光敏聚酰亚胺通常必须使用有机溶剂等问题，提供一种工作性和可靠性优良且加工精度高的硬盘驱动器悬架用保护膜材料的制造方法，实现硬盘驱动器悬架保护材料的高精度应用。对于大容量硬盘驱动器应用领域具有重大意义。具体为先制备聚酰亚胺前体树脂，然后将酸性光敏树脂涂抹到脱模聚酯薄膜上，固化后再将制备的聚酰亚胺前体树脂涂抹到光敏树脂上，之后将聚酯薄膜/光敏树脂/聚酰亚胺前驱体树脂3层材料按照聚酰亚胺前驱体树脂在下聚酯薄膜在上的方式层压到硬盘驱动器悬架电路板上，执行曝光，用乳酸水溶液刻蚀掉未曝光部分的光敏树脂，使用氢氧化钾水溶液刻蚀掉未曝光部分的聚酰亚胺前驱体树脂，再用乳酸水溶液刻蚀掉剩余的光敏树脂，最后进行高温固化，得到硬盘驱动器悬架聚酰亚胺保护材料。
本发明的硬盘驱动器悬架保护材料的制备方法步骤以下：
(1)将二元氨基苯与四羧酸二酐按照摩尔比1：1加入到二甲基乙酰胺中，在室温下反应2～8h得到聚酰亚胺前驱体溶液，其中，二元氨基苯为4,4’-二氨基苯酰替苯胺或者4,4’-二氨基二苯醚，四羧酸二酐为均苯四甲酸二酐或者3,3’,4,4’-二苯甲酮四甲酸二酐，二元氨基苯与二甲基乙酰胺的质量比为1：10～20；
(2)将光敏树脂涂抹到50～100μm厚度的脱模聚酯薄膜上，涂抹5～20μm的厚度，50～100℃下干燥5～10分钟；将步骤(1)中得到的聚酰亚胺前驱体树脂涂抹固化后的光敏树脂上，涂抹5～10μm的厚度，在110～150℃下干燥2～8分钟，得到具有聚酯薄膜/光敏树脂/聚酰亚胺前驱体树脂3层结构的层压板；
(3)将步骤(2)中得到的聚酯薄膜/光敏树脂/聚酰亚胺前驱体树脂3层结构的层压板按照聚酰亚胺前驱体树脂在下聚酯薄膜在上的方式层压在具有线宽30～100微米/线的硬盘驱动器悬架电路板上，然后揭去聚酯薄膜；
(4)根据硬盘驱动器悬架电路板上电路排布图案对步骤(3)上的光敏树脂在80～200mJ/cm2的曝光强度下曝光1～3min，在0.1％的乳酸水溶液、25℃的液体温度和1～4Kgf/cm2的淋浴压力下，使用水平运输型淋浴装置进行1～4min的显影，去除未曝光部分的光刻胶；
(5)对步骤(4)得到的产品在80～150℃下干燥1～4min，使用10％氢氧化钾水溶液在25℃的温度和0.5～2Kgf/cm2的喷淋压力下蚀刻4～15s，随后使用温度为40℃的热水，压力为5～15kgf/cm2喷淋1～4min将从图案化光敏树脂层中暴露出来的聚酰亚胺前驱体树脂层完全去除；
(6)使用10％的乳酸水溶液，在25℃的温度和1～4Kgf/cm2的喷淋压力下对步骤(5)得到的产品进行20～60s的喷淋，以去除剩余的光敏树脂，然后将得到的产品置于热风炉中，在130℃下热处理8～15min，160℃下热处理2～6min，200℃下热处理1～4min，270℃下热处理1～4min使聚酰亚胺前驱体完全固化为聚酰亚胺，得到的具有5～10μm的聚酰亚胺层作为硬盘驱动器悬架的保护层。
本发明的有益效果体现在：本发明的硬盘驱动器悬架的保护膜材料能够稳定地覆盖硬盘驱动器悬架的导电层，并确保对细节的良好填充性能，同时进行高精度的聚酰亚胺图案制作。此外，就特性而言，根据本发明获得的图案化聚酰亚胺具有优异的耐热性，因为它基本上不含在高温下挥发的成分，如光敏基团，并且适合用于硬盘驱动器悬架。因此，使用本发明的硬盘驱动器悬架保护膜材料的硬盘驱动器悬架具有很高的可靠性和耐久性，如电气特性，并且几乎不产生废气。同时，在制造方法中，可以很容易地和廉价地形成具有优良图案精度的悬架的保护层。
附图说明
图1是聚酯薄膜/光敏树脂/聚酰亚胺前驱体树脂3层膜的刨面图
图2是硬盘驱动器悬架电路板刨面图
图3是实施例1中步骤(3)后得到产品的刨面图
图4是实施例1中步骤(4)后得到产品的刨面图
图5是实施例1中步骤(5)后得到产品的刨面图
图6是实施例1中步骤(6)后得到产品的刨面图
具体实施方式
以下通过具体实施方式的描述对本发明做进一步说明，但这并非对本发明的限制，本领域技术人员根据本发明的基本思想，可以做出各种变型或改性，只要不脱离本发明的基本思想，均在本发明的范围之内。
实施案例1
(1)将4,4’-二氨基苯酰替苯胺154.4g(0.60mol)和80.1g(0.40mol)的4,4’-二氨基二苯醚加入到含有2560g二甲基乙酰胺的5L烧瓶中，搅拌溶解；然后，在冰浴中冷却该溶液，在氮气流中加入218.1g(1mol)均苯四甲酸二酐；此后，将溶液恢复到室温，继续搅拌3小时，并进行聚合反应，得到粘稠的聚酰亚胺前驱体溶液；
(2)将酸性显影/剥离型光敏树脂涂抹到具有100μm厚度的脱模聚酯薄膜上，涂抹10μm的厚度，80℃下干燥8分钟；将步骤(1)中得到的聚酰亚胺前驱体树脂涂抹固化后的光敏树脂上，涂抹5μm的厚度，在130℃下干燥4分钟，得到具有聚酯薄膜/光敏树脂/聚酰亚胺前驱体树脂3层结构的层压板；
(3)将步骤(2)中得到的聚酯薄膜/光敏树脂/聚酰亚胺前驱体树脂3层结构的层压板按照聚酰亚胺前驱体树脂在下聚酯薄膜在上的方式层压在具有线宽50微米/线的硬盘驱动器悬架电路板上，然后揭去聚酯薄膜；
(4)根据硬盘驱动器悬架电路板上电路排布图案对步骤(3)上的光敏树脂在100mJ/cm2的曝光强度下曝光1min，在0.1％的乳酸水溶液、25℃的液体温度和2Kgf/cm2的淋浴压力下，使用水平运输型淋浴装置进行60秒的显影，去除未曝光部分的光刻胶；
(5)对步骤(4)得到的产品在100℃下干燥约2分钟，使用10％氢氧化钾水溶液在25℃的温度和1Kgf/cm2的喷淋压力下蚀刻8秒，随后使用温度为40℃的热水，压力为8kgf/cm2喷淋2min将从图案化光敏树脂层中暴露出来的聚酰亚胺前驱体树脂层完全去除；
(6)使用10％的乳酸水溶液，在25℃的温度和2Kgf/cm2的喷淋压力下对步骤(5)得到的产品进行30秒的喷淋，以去除剩余的光敏树脂，然后将得到的产品置于热风炉中，在130℃下热处理10min，160℃下热处理4min，200℃下热处理2min，270℃下热处理2min使聚酰亚胺前驱体完全固化为聚酰亚胺，得到的具有5μm的聚酰亚胺层作为导体层的保护层，当用显微镜观察其横截面时，电路被均匀的厚度覆盖，没有间隙。
实施案例2
(1)将4,4’-二氨基二苯醚200.2g(1mol)在5L的可分离烧瓶中搅拌，加入2650g的二甲基乙酰胺，然后在冰浴中冷却该溶液，并将161.1g(0.5mol)3,3’,4,4’-二苯甲酮四甲酸二酐和109.1g(0.5mol)的均苯四甲酸二酐在氮气流中加入上述溶液中，此后将溶液恢复到室温，继续搅拌3小时，并进行聚合反应，得到粘稠的聚酰亚胺前驱体溶液；
(2)同实施例1的步骤(2)；
(3)同实施例1的步骤(3)；
(4)同实施例1的步骤(4)；
(5)同实施例1的步骤(5)；
(6)同实施例1的步骤(6)，得到的悬浮液具有5μm的聚酰亚胺层作为导体层的保护层，当用显微镜观察其横截面时，电路被均匀的厚度覆盖，没有间隙。
实施案例3
(1)同实施例1的步骤(1)；
(2)将酸性显影/剥离型光敏树脂涂抹到具有80μm厚度的脱模聚酯薄膜上，涂抹8μm的厚度，80℃下干燥6分钟；将步骤(1)中得到的聚酰亚胺前驱体树脂涂抹固化后的光敏树脂上，涂抹8μm的厚度，在130℃下干燥6分钟，得到具有聚酯薄膜/光敏树脂/聚酰亚胺前驱体树脂3层结构的层压板；
(3)同实施例1的步骤(3)；
(4)同实施例1的步骤(4)；
(5)同实施例1的步骤(5)；
(6)同实施例1的步骤(6)，得到的悬浮液具有8μm的聚酰亚胺层作为导体层的保护层，当用显微镜观察其横截面时，电路被均匀的厚度覆盖，没有间隙。
实施案例4
(1)同实施例1的步骤(1)；
(2)同实施例1的步骤(2)；
(3)将步骤(2)中得到的聚酯薄膜/光敏树脂/聚酰亚胺前驱体树脂3层结构的层压板按照聚酰亚胺前驱体树脂在下聚酯薄膜在上的方式层压在具有线宽80微米/线的硬盘驱动器悬架电路板上，然后揭去聚酯薄膜；
(4)同实施例1的步骤(4)；
(5)同实施例1的步骤(5)；
(6)同实施例1的步骤(6)，得到的具有5μm的聚酰亚胺层作为导体层的保护层，当用显微镜观察其横截面时，电路被均匀的厚度覆盖，没有间隙。
实施案例5
(1)同实施例1的步骤(1)；
(2)同实施例1的步骤(2)；
(3)同实施例1的步骤(3)；
(4)根据硬盘驱动器悬架电路板上电路排布图案对步骤(3)上的光敏树脂在150mJ/cm2的曝光强度下曝光1min，在0.1％的乳酸水溶液、25℃的液体温度和4Kgf/cm2的淋浴压力下，使用水平运输型淋浴装置进行30秒的显影，去除未曝光部分的光刻胶；；
(5)同实施例1的步骤(5)；
(6)同实施例1的步骤(6)，得到的具有5μm的聚酰亚胺层作为导体层的保护层，当用显微镜观察其横截面时，电路被均匀的厚度覆盖，没有间隙。
实施案例6
(1)同实施例1的步骤(1)；
(2)同实施例1的步骤(2)；
(3)同实施例1的步骤(3)；
(4)同实施例1的步骤(4)；
(5)对步骤(4)得到的产品在100℃下干燥约2分钟，使用10％氢氧化钾水溶液在25℃的温度和2Kgf/cm2的喷淋压力下蚀刻8秒，随后使用温度为40℃的热水，压力为15kgf/cm2喷淋1min将从图案化光敏树脂层中暴露出来的聚酰亚胺前驱体树脂层完全去除；
(6)同实施例1的步骤(6)，得到的具有5μm的聚酰亚胺层作为导体层的保护层，当用显微镜观察其横截面时，电路被均匀的厚度覆盖，没有间隙。
实施案例7
(1)同实施例1的步骤(1)；
(2)同实施例1的步骤(2)；
(3)同实施例1的步骤(3)；
(4)同实施例1的步骤(4)；
(5)同实施例1的步骤(5)；
(6)使用10％的乳酸水溶液，在25℃的温度和4Kgf/cm2的喷淋压力下对步骤(5)得到的产品进行20秒的喷淋，以去除剩余的光敏树脂，然后将得到的产品置于热风炉中，在130℃下热处理15min，160℃下热处理6min，200℃下热处理4min，270℃下热处理4min使聚酰亚胺前驱体完全固化为聚酰亚胺，，得到的具有5μm的聚酰亚胺层作为导体层的保护层，当用显微镜观察其横截面时，电路被均匀的厚度覆盖，没有间隙。
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